傳感器助力，幾板斧搞定紫外線預(yù)防方案

　　皮膚癌已成為日益增長的人類健康問題。在過去的30年中，患有皮膚癌的人數(shù)已經(jīng)超過患有其它類型癌癥人數(shù)的總和。在美國，皮膚癌已經(jīng)成為癌癥的最常見形式，每年有超過350萬的病例被確診。因此，人們變得開始越來越關(guān)心去測量他們受到的紫外線（UV）輻射量，更確切的說，大多數(shù)人認(rèn)為UV是造成皮膚癌腫瘤形成的原因。

　　UV輻射是環(huán)境的自然組成部分，甚至在小計量下還會有益于人類。如果我們試圖消除所有UV照射，我們將會發(fā)現(xiàn)由維生素D缺乏而引起的骨骼疾病逐漸增加，這是因?yàn)榫S生素D需要在UV的幫助下由人體合成。從UV中獲得多少健康益處因人而異，因?yàn)閁V照射和皮膚色素沉著之間有必然的聯(lián)系。關(guān)鍵是要維持UV照射在一個最佳的健康水平，而不至于高到有危險。

　　當(dāng)開發(fā)UV感應(yīng)應(yīng)用時，區(qū)分不同的UV類型是有益的。在1932年第二屆光學(xué)國際會議上明確定義了三種波長在100nm-400nm范圍內(nèi)的UV類型：UVA、UVB、UVC。對于進(jìn)行環(huán)境光UV測量的消費(fèi)類應(yīng)用來說，僅僅其中的兩種類型（UVA和UVB）是重要的。來自太陽光的短波長UVC光子不能穿透大氣層，就大多數(shù)情況而言，可以被個人健康和可穿戴產(chǎn)品所忽略。UVC主要用于工業(yè)類應(yīng)用，例如用于殺毒和消毒設(shè)備，因?yàn)閁VC輻射對于細(xì)菌和其它傳染性微生物體具有殺害作用。

　　UVA和UVB射線可以穿透地球的大氣層，然而較短波長的UVB射線（290nm -320nm）比較長波UVA射線（320nm-400nm）更容易被吸收掉。除了更容易穿透大氣層之外，UVA射線比具有更高能量的UVB射線更容易穿透人體皮膚，如圖1所示。

　　圖1 -UV輻射類型和對人體皮膚的影響

　　UVA確實(shí)有一定的保健功效，因?yàn)樗鼤せ畲嬖谟谏蠈悠つw細(xì)胞中的黑色素，形成一種快速呈現(xiàn)又快速消失的棕褐膚色。但是當(dāng)滲透到更深的皮膚層時，UVA也會影響結(jié)締組織和血管。根據(jù)來自世界衛(wèi)生組織（ WHO）的數(shù)據(jù)，當(dāng)皮膚受到過度UVA照射時，皮膚會逐漸失去彈性并且開始起皺。最近的研究也表明，UVA也可能會加重皮膚癌擴(kuò)散，盡管UVA的損害機(jī)理目前還不是十分清楚。

　　科學(xué)家們在很長時間以前就知道UVB射線比UVA更有害健康。UVB照射已被證明會引起DNA損傷，導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的基因傷害。哺乳動物細(xì)胞具有處理由環(huán)境（例如UV照射）引起的輕度DNA損傷的自我修復(fù)機(jī)制。然而，一旦損傷到達(dá)一定程度，修復(fù)機(jī)制不再有效，并且在正常環(huán)境下細(xì)胞會自己死亡，這個過程被生物學(xué)家稱為“細(xì)胞凋亡”。例如，當(dāng)某人受到嚴(yán)重曬傷時就會發(fā)生這種情況。如果皮膚細(xì)胞不能正常進(jìn)行細(xì)胞新陳代謝，它可能就會形成癌性腫瘤的內(nèi)核。

　　許多因素會導(dǎo)致UV照射的顯著變化。海拔越高，大氣對UV射線的吸收就越少，因此就會導(dǎo)致更高的UV照射。時辰和季節(jié)性的不同、以及云和塵埃的存在都會影響到室外個人所接收到的太陽UV輻射計量。在全球，UV輻射水平大約有四倍的變化，這種狀況因聚集在大氣中的臭氧存在方式不同而變得更加復(fù)雜，這是因?yàn)槌粞鯐?qiáng)烈吸收UVB。在高緯度地區(qū)，大氣中存在較少臭氧，從而增加了由UVB導(dǎo)致的DNA損傷風(fēng)險。

　　黑色素瘤的發(fā)病率趨勢呈現(xiàn)為越是生活在高緯度地區(qū)的皮膚白皙的人發(fā)病率越高。例如根據(jù)WHO的數(shù)據(jù)，對于皮膚癌的死亡率，北歐國家是地中海國家的6倍。這種情況的部分原因是皮膚白皙的人在陽光充足的地區(qū)度假時，接收更高的UV照射。

　　WHO制定了UV指數(shù)，以此來提高人們對過度暴露于UV照射的風(fēng)險意識，并幫助氣象預(yù)報員和消費(fèi)者評估一天中的陽光強(qiáng)度，以便他們能夠采取預(yù)防措施。UV指數(shù)提供了與太陽光強(qiáng)度線性相關(guān)的數(shù)值，如圖2所示。UV指數(shù)預(yù)報是基于中午的UV指數(shù)預(yù)測；真實(shí)的UV指數(shù)在一天當(dāng)中會由于太陽角度和變化的云量而改變。此外，因?yàn)槿梭w皮膚對UVA和UVB反應(yīng)不同，UV指數(shù)是根據(jù)國際照明委員會（ CIE ）紅斑作用光譜計算的。CIE提供了基于正常人體皮膚反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化的UV指數(shù)加權(quán)算法，它對于衡量太陽光造成多大危害非常重要。

　　圖2 -WHO UV指數(shù)表（UV照射等級從1-2級超低風(fēng)險到11+高風(fēng)險）

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